Nuovo studio mostra che la bilirubina può proteggere il cervello

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Immagine, collage di cellule neuronali utilizzate in questo studio. I neuroni esprimono una proteina che fluisce in seguito al legame con la bilirubina. Credito: Chirag Vasavda

Negli studi sui topi, i ricercatori della Johns Hopkins Medicine riportano di aver scoperto che la bilirubina, un pigmento biliare più comunemente noto per ingiallire la pelle delle persone con ittero, può svolgere un ruolo inaspettato nella protezione delle cellule cerebrali dai danni derivati dallo stress ossidativo.

La bilirubina viene comunemente misurata nei test di laboratorio come marker per la salute del fegato o del sangue e livelli elevati possono indicare una malattia. Tuttavia, non è chiaro se abbia un ruolo nelle persone sane.

Un team della Johns Hopkins Medicine afferma che il suo interesse per la funzione del composto nel cervello è nato dal test su quali tessuti nel corpo del topo producevano bilirubina. Sorprendentemente, i ricercatori hanno trovato “livelli eccezionali” nel cervello dei topi: una produzione da cinque a 10 volte superiore rispetto ai fegati dei roditori.

“La bilirubina è normalmente considerata un prodotto di scarto, ma questo livello di produzione richiede molta energia metabolica e sembrava strano che la bilirubina non avesse una funzione”, afferma Bindu Paul, docente presso il John Hopkins Solomon H. Snyder Dipartimento di Neuroscienze della Facoltà di Medicina dell’Università e un membro del gruppo di ricerca.

Il nuovo studio, descritto in un rapporto pubblicato il 25 luglio su Cell Chemical Biology, si prefiggeva di trovare lo scopo di ospitare così tanta bilirubina nel cervello. Il team ha osservato che studi precedenti hanno suggerito che la bilirubina potrebbe essere un importante antiossidante. 

Poiché il cervello è così metabolicamente attivo e vulnerabile al danno ossidativo, il gruppo di ricerca ha considerato la possibilità che la bilirubina potrebbe essere particolarmente importante per proteggere il cervello dallo stress ossidativo.

Per i loro esperimenti, i ricercatori hanno utilizzato neuroni di topo coltivati ​​in laboratorio che sono stati geneticamente modificati per non produrre bilirubina. Man mano che le cellule crescevano, i ricercatori le hanno esposte a varie fonti di stress ossidativo introducendo molecole reattive nel loro ambiente.

Più dell'ittero: lo studio del topo mostra che la bilirubina può proteggere il cervello
Struttura molecolare della bilirubina (in alto) e un altro antiossidante prevalente, glutatione (in basso). La struttura unica della bilirubina gli consente di proteggere il cervello in modi impossibili per molti altri antiossidanti. Credito: Chirag Vasavd

Rispetto alle normali cellule cerebrali di topo, i ricercatori hanno scoperto che i neuroni del topo geneticamente modificato, erano molto più vulnerabili a questi fattori di stress, in particolare a una forma dannosa di ossigeno chiamata superossido.

Chirag Vasavda, studente nel laboratorio di Solomon Snyder e primo autore dello studio, osserva che il superossido è un importante messaggero di cellule chimiche ed è legate all’apprendimento, alla memoria e allo sviluppo nel cervello.

Tuttavia, un’eccessiva attività delle cellule cerebrali può portare a livelli incontrollati di superossido, che possono scatenare lo stress ossidativo e avviare una serie di reazioni dannose che causano danni al cervello.

 “I nostri esperimenti iniziali ci hanno suggerito che la bilirubina potrebbe svolgere un ruolo importante nel controllo dei livelli di superossido nel cervello“, afferma Vasavda.

Il team di ricerca sospettava che la capacità della bilirubina di regolare il superossido avesse origine nella sua struttura chimica che le consente di afferrare e neutralizzare la molecola dannosa in un modo che altri antiossidanti, come il glutatione e la cisteina, non possono fare.

Per testare questa ipotesi, i ricercatori hanno stimolato un’eccessiva attività delle cellule cerebrali nei cervelli di topi modificati progettati per mancare di bilirubina e nei cervelli normali. Hanno scoperto che i cervelli privi del gene per la produzione della bilirubina accumulavano un eccesso di superossido. Quindi hanno stimolato l’attività cerebrale nei topi normali e nei topi privi di bilirubina per verificare se la rimozione della bilirubina peggiorava il danno cerebrale o la morte cellulare.

I ricercatori hanno scoperto che i topi privi di bilirubina avevano un danno cerebrale circa due o tre volte maggiore rispetto alle loro normali controparti, suggerendo che la bilirubina proteggeva i cervelli normali dalle reazioni nocive al superossido.

Questa scoperta promuove la comprensione scientifica del ruolo della bilirubina nel cervello e altrove e potrebbe portare a nuovi trattamenti per malattie neurodegenerative come Huntington e Parkinson che sono caratterizzate da livelli eccessivi di superossido e stress ossidativo .

Fonte, Cell Chemical Biology


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